導讀

5G建設如火如荼。5G除了高網(wǎng)速、低延時外，其實還有一些不得不說的問題，比如說功耗。一方面是5G手機功耗，另一方面是5G基站功耗，據(jù)有關數(shù)據(jù)顯示，2019年初5G基站功耗約為4G基站的3~4倍。高功耗是運營商大規(guī)模部署5G的棘手問題。為此，中國移動發(fā)布了《5G基站節(jié)能技術白皮書》。

《白皮書》重點闡述了整機能耗分布、節(jié)能對芯片能力、工藝、集成度的要求；站點級節(jié)能技術描述了亞幀關斷、通道關斷、深度休眠等基礎型節(jié)能技術和微站關斷、下行功率控制、載波關斷功能等增強型節(jié)能技術的要求；網(wǎng)絡級節(jié)能描述了多網(wǎng)協(xié)作節(jié)能技術和多網(wǎng)協(xié)作硬件架構(gòu)技術要求等；技術路標章節(jié)給出了未來 3 年，中國移動在上述技術領域的需求和目標。

白皮書提到，5G基站節(jié)能包括設備級、站點級和網(wǎng)絡級節(jié)能。

設備級節(jié)能，主要包括器件、硬件設計等方面的硬件節(jié)能方案；站點級節(jié)能，主要包括亞幀、通道關斷及深度休眠等軟件節(jié)能方案；網(wǎng)絡級節(jié)能，指從多網(wǎng)協(xié)調(diào)角度實現(xiàn)智能節(jié)能方案。

設備級節(jié)能

基站設備中，能耗最高的是射頻功放，需進一步提升功放在整機中的工作效率，以及在低負載下保持較高效率的能力，并增強 DPD算法的魯棒性，支持功放配置狀態(tài)實時調(diào)整狀態(tài)下線性工作。

數(shù)字器件的集成度和芯片處理能力也會大幅影響設備功耗。在芯片處理能力提升的同時，數(shù)字中頻和基帶處理部分需要進一步優(yōu)化算法，降低處理復雜度，降低功耗。

站點級節(jié)能

站點級節(jié)能包括基礎型節(jié)能技術和增強型節(jié)能技術。

基礎型節(jié)能技術

能耗采集：5G基站能夠采集BBU及AAU的功耗并通過OMC-R上報。

亞幀關斷：基站檢測到部分下行亞幀(符號)無數(shù)據(jù)發(fā)送時，在此周期內(nèi)關閉功率放大器等射頻硬件，降低靜態(tài)功耗；功能生效時間顆粒度為微秒級別。

通道關斷：室外宏站通過關閉（或休眠）部分發(fā)射射頻通道，以達到降低功耗的目的；關斷或開啟的時間顆粒度為秒級。

深度休眠：基站關閉AAU功放、絕大部分射頻以及數(shù)字通路，僅保留最基本的數(shù)字接口電路，使AAU進入深度休眠狀態(tài)以達到降低功耗的目的。

增強型節(jié)能技術

載波關斷：在多層頻點小區(qū)同覆蓋場景下，當小區(qū)負荷低，可考慮關閉其中一個載波，降低功耗。

4G/5G共模基站協(xié)作關斷：在4G和5G網(wǎng)絡重疊覆蓋區(qū)域下，引入5G與4G共模基站協(xié)作關斷功能，根據(jù)業(yè)務量高低智能關斷5G載波，實現(xiàn)節(jié)能效果。

下行功率優(yōu)化：5G支持基站下行基于用戶級調(diào)整發(fā)射功率，在保證用戶感知不下降的前提下，減小基站對部分用戶的下行發(fā)射功率， 實現(xiàn)節(jié)能效果。

智能節(jié)能：將5G節(jié)能與人工智能相結(jié)合，引入智能業(yè)務預測算法，提高針對每個小區(qū)、不同時間點的預測準確度，從而精細化制定相應的節(jié)能策略，形成“節(jié)能智能大腦”，做到“一站一策、一時一策”， 在保證用戶體驗的前提下充分挖掘節(jié)能潛力。

設備關斷：在深度休眠基礎上，通過優(yōu)化網(wǎng)管告警流程和遠程操控，進一步下電關斷AAU，實現(xiàn)零業(yè)務零功耗。

網(wǎng)絡級節(jié)能技術

隨著5G網(wǎng)絡的部署，現(xiàn)網(wǎng)將出現(xiàn)4G TDD/FDD、5G NR長期共存的現(xiàn)狀，同時5G網(wǎng)絡目前在2.6Ghz部署時存在大量的與 TD-LTE共模的站點，因此在現(xiàn)網(wǎng)中可通過應用網(wǎng)絡級節(jié)能技術實現(xiàn)進一步能效提升。C-RAN作為5G部署的重要方式，通過基帶集中，相比傳統(tǒng)部署方式能夠有效降低機房功耗及相應成本。

多網(wǎng)協(xié)作節(jié)能技術

多網(wǎng)協(xié)作節(jié)能技術利用現(xiàn)網(wǎng)的配置、性能統(tǒng)計等基礎數(shù)據(jù)，基于內(nèi)置的策略算法，在保證業(yè)務質(zhì)量的前提下對小區(qū)進行關斷，以實現(xiàn)降低現(xiàn)網(wǎng)能耗的目標。

該技術應支持TD-LTE和LTE FDD、5G NR等多種網(wǎng)絡制式下的典型基站設備，適用于單網(wǎng)或多網(wǎng)共存場景，可根據(jù)網(wǎng)絡環(huán)境的不同通過在網(wǎng)管段進行數(shù)據(jù)采集和大數(shù)據(jù)處理自動識別多頻多模網(wǎng)絡狀態(tài)下覆蓋小區(qū)及容量小區(qū)，進行適時小區(qū)關斷和喚醒，需網(wǎng)管系統(tǒng)支持批量指令下發(fā)。

該技術可以基于特征聚類和神經(jīng)網(wǎng)絡算法對5G設備級節(jié)能功能進行參數(shù)優(yōu)化，實現(xiàn)設備級節(jié)能功能效果最大化，可應用于4G/5G有較多重疊覆蓋的網(wǎng)絡場景。

多網(wǎng)協(xié)作硬件架構(gòu)

C-RAN通過機房集中，僅在遠端保留射頻和天線的方式，減少基站的數(shù)量及其配套設備（如空調(diào)、備電需求），可實現(xiàn)降低能耗的目標。

責任編輯：lq